26. Что называется током смещения? Чему равна циркуляция напряжённости маг­нитного поля с учётом тока смещения, запишите это уравнение также и в диф­ференциальной форме.

Ток смещения (абсорбционный ток) – величина, прямо пропорциональная скорости изменения электрической индукции. Не является электрическим током, но измеряется в тех же единицах, что и электрический ток.

Циркуляция напряжённости маг­нитного поля с учётом тока смещения:

;

.

27. Чем определяется изменение энергии в системе "заряды+поле"? Каков физи­ческий смысл вектора Пойнтинга? Покажите на примере прямолинейного проводника с током, что количество тепла, выделяющееся в нём равно потоку век­тора Пойнтинга через поверхность этого проводника.

Вектор Пойнтинга – вектор плотности потока энергии электромагнитного поля, компоненты которого входят в состав компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля.

;

.

Пример.

Рассмотрим участок однородного цилиндрического проводника, по которому течет постоянный ток. Вначале будем считать, что на этом участке сторонние силы отсутствуют. В каждой точке проводника выполняется соотношение

.

Постоянный ток распределяется по сечению провода с одинаковой плотностью j. Следовательно, электрическое поле в пределах участка проводника будет однородным.

Выделим мысленно внутри проводника цилиндрический объем. В каждой точке боковой поверхности этого цилиндра вектор Н перпендикулярен к вектору Е и направлен по касательной к поверхности. Модуль Н равен (). Таким образом, вектор S в каждой точке поверхности направлен к оси провода и имеет модуль . Умножив S на боковую поверхность цилиндра F, найдем, что внутрь рассматриваемого нами объема втекает поток электромагнитной энергии

.

есть количество тепла, выделяющееся в единицу времени в единице объема проводника. Следовательно, энергия, выделяющаяся в виде ленц-джоулева тепла, поступает в проводник через его боковую поверхность в виде энергии электромагнитного поля. По мере проникновения в глубь проводника поток энергии постепенно ослабляется (уменьшается и вектор Пойнтинга, и поверхность, через которую течет поток) за счет поглощения энергии и превращения ее в тепло.

Допустим, что в пределах рассматриваемого нами участка проводника действуют сторонние силы, поле которых однородно. В этом случае в каждой точке проводника имеет место соотношение

, из которого вытекает, что

.

Будем считать, что сторонние силы на рассматриваемом участке цепи не противятся, а способствуют прохождению тока. Это означает, что направление Е* совпадает с направлением j. Допустим, что выполняется соотношение . Тогда согласно напряженность электростатического поля Е в каждой точке равна нулю, и поток электромагнитной энергии через боковую поверхность отсутствует. В этом случае тепло выделяется за счет работы сторонних сил.

Если же имеет место соотношение , то, вектор Е будет направлен противоположно вектору j. В этом случае векторы Е и S имеют направления, противоположные изображенным. Следовательно, электромагнитная энергия не втекает, а, наоборот, вытекает через боковую поверхность проводника в окружающее его пространство.

Резюмируя, можно сказать, что в замкнутой цепи постоянного тока энергия от участков, где действуют сторонние силы, передается другим участкам цепи не вдоль проводников, а через окружающее проводники пространство в виде потока электромагнитной энергии, характеризуемого вектором S.